CAPACIDAD SISMORRESISTENTE DE PAREDES LLENAS DE MAMPOSTERIA CONFINADA

CAPACIDAD SISMORRESISTENTE DE PAREDES LLENAS DE MAMPOSTERIA CONFINADA

Erika Ortega G.1 and Juan Jiménez P.2

1 Universidad de Cuenca, Cuenca Av. 12 de Abril, Ecuador

2 Docente Universidad de Cuenca, Cuenca Av. 12 de Abril, Ecuador

lncs@springer.com

Resumen. Las edificaciones de mampostería confinada (MC) presentan, en ge- neral, un comportamiento adecuado ante cargas verticales; su comportamiento sísmico es más complejo, y depende de las propiedades mecánicas de la mam- postería, su grado de confinamiento y del patrón de aberturas. Tres estrategias generales de modelación con fines de evaluación sísmica pueden distinguirse para esta tipología: modelación simple, macromodelación y micromodelación. Actualmente, el enfoque del macromodelo, basado en la teoría de puntal diagonal equivalente, es el más utilizado debido a los resultados satisfactorios en la simu- lación del comportamiento sísmico. En relación con este último enfoque, el pre- sente trabajo tiene como objetivo evaluar, a partir de análisis pushover, el com- portamiento sísmico de las paredes llenas de MC. De este modo, se llevó a cabo la implementación y validación de un macromodelo conformado por resortes en el programa Ruaumoko. Así, en términos de curvas pushover, el modelo imple- mentado captura adecuadamente la rigidez inicial y la capacidad de resistencia de las paredes sometidas a la acción de cargas laterales incrementales. El trabajo que se presenta es parte de un proyecto más ambicioso, consistente en la evalua- ción sísmica de edificaciones de MC.

Palabras clave: mampostería confinada, macromodelo, pushover.

Abstract. Confined masonry (MC) buildings have, in general, adequate behavior when they are subject to vertical loads; their seismic behavior is more complex and depends on the mechanical properties of the masonry, its confinement and presence of openings. Three general modeling strategies for seismic evaluation purposes can be distinguished for this typology: simple modeling, macro model- ing and micro modeling. At present, the macromodel approach based on the equivalent diagonal strut theory is the most widely used due to satisfactory results in the simulation of seismic behavior. Related to this last approach, the present work aims to evaluate, in terms of pushover analysis, the seismic behavior of full CM walls. Thus, the implementation and validation of a spring-shaped macro- model were carried out in the Ruaumoko program. In this way, through pushover curves, the implemented model adequately captures the initial stiffness and re- sistance capacity of the walls subjected to the action of incremental lateral loads. The work presented is part of a more ambitious project, consisting of the seismic evaluation of MC buildings.

Keywords: confined masonry, macromodel, pushover.

1. Introducción

Las edificaciones de MC constituyen, hoy en día, el tipo de construcción en mampos- tería más extendido en el mundo, orientado mayoritariamente a la construcción de vi- viendas de baja altura. Tanto los estudios de daños post-terremoto como los de carácter experimental y teórico-analítico indican que, si están apropiadamente configuradas y construidas, tales edificaciones exhiben un adecuado desempeño sísmico, esto es, gra- dos de daño admisible incluso en zonas de alta amenaza sísmica [1].

Por otra parte, debido al complejo comportamiento de las edificaciones de MC, su diseño sísmico, en particular en algunos países de Latinoamérica, se ha reducido a li- neamientos sencillos, que no requieren cálculos para su aplicación. Esto ha propiciado un panorama preocupante de informalidad en el diseño y construcción de este tipo de edificaciones. Ecuador no es la excepción, y siendo un país de alta sismicidad, la infor- malidad y déficit normativo en relación con las edificaciones de MC configuran esce- narios de daño sísmico preocupantes. Prueba de esto es lo ocurrido en varias ciudades de Manabí con el terremoto de Pedernales (2016). Los estudios de valoración de daños coinciden en el pésimo desempeño sísmico que tuvieron las edificaciones de MC: mu- chas viviendas colapsadas y otras muchas con daños severos [2]–[4]. En referencia a lo expuesto, se propone un estudio del comportamiento sísmico de las paredes llenas de MC mediante un macromodelo conformado por resortes y propuesto por [5], este se basa en el método de diagonal equivalente (MDE) como técnica de modelación, imple- mentado y validado en el programa Ruaumoko por [6] , el modelo capturó satisfacto- riamente el comportamiento experimental ante cargas laterales de un espécimen de pa- red [7] de la literatura.

1. Aspectos tipológicos y de modelización

Las estructuras de mampostería están compuestas por unidades de mampuestos (ladri- llos o bloques) pegadas con material ligante conocido como mortero. De acuerdo a va- rias taxonomías, se clasifican en las siguientes tipologías: Mampostería no reforzada (MNR), Mampostería reforzada (MR), Mampostería confinada (MC), y Pórtico relleno de mampostería (PRM). La MNR se caracteriza por no tener ningún tipo de refuerzo (Fig. 1b)[8], limitándose su uso a estructuras de un solo piso, debido a su pobre desem- peño sísmico. países de alta sismicidad como Perú, Chile, México prácticamente han proscrito su uso en la construcción de edificaciones [8]. En la construcción de MR se utilizan varillas de refuerzo para fortalecer las paredes de mampostería, disponiéndolas dentro de las unidades de mampostería huecas y rellenadas con mortero (Fig. 1b)[8]. En las estructuras de MC, el panel de mampostería está rodeado por elementos de hor- migón armado, concretamente, vigas y columnas (elementos confinantes). Su caracte- rística más determinante reside en su proceso constructivo: primero se construye el pa- nel de mampostería y en una segunda instancia se construyen columnas y vigas (Fig. 1c)[1], logrando el confinamiento. Las estructuras de PRM se asemejan en apariencia a las de MC; sin embargo, difieren en su proceso constructivo: en esta tipología, se

construye primero el marco o pórtico de hormigón armado, y posteriormente se rellena con el panel de mampostería (Fig. 1d) [1]; en este último caso, el esquema resistente a cargas laterales corresponde al sistema de pórticos.

[pic 1][pic 2]

1. (b)

[pic 3][pic 4]

(c)        (d)

Figura 1. Tipologías de estructuras de mampostería a) MNR b) MR c) MC d) PRM

1. Fallas en paredes de MC

Cuando las paredes de MC están sometidos a cargas laterales en el plano, estudios [1][9] identifican dos modos de falla más comunes: modos de falla por corte y por flexión; siendo la falla por corte la que gobierna esta tipología bajo las condiciones dadas.

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